Réponse dynamique des systèmes sol-pieux-dalle et sol-inclusions-matelas (Interaction cinématique et inertielle) , ,

Abstract

Dans ce travail de recherche une modélisation numérique tridimensionnelle à l’aide de la méthode des éléments finis (MEF), avec les frontières absorbantes, est proposée pour étudier et analyser le comportement du sol compressible renforcé par les inclusions rigides et/ou les pieux soumis à des excitations sismique. Dans ce contexte, deux lois de comportement ont été prises en considération, élastique non linéaire et élasto-parfaitement plastique avec un critère de rupture de type Mohr-Coulomb. Des modèles numériques en MEF avec les frontières absorbantes ont été réalisés dans le but d’étudier la réponse dynamique des systèmes sol-pieux-dalle et sol-inclusions-matelas-dalle. Le sol renforcé par les inclusions rigides est surmonté par un matelas de transfert de charge intercalé à la tête des inclusions rigides. Les pieux sont fichés dans le sol compressible et sont parfaitement liés à une dalle en béton armé. Les systèmes sol-inclusions-matelas-dalle et sol-pieux-dalle sont soumis à une excitation sismique horizontale. La formulation est basée sur la méthode directe et les calculs sont effectués en une seule étape pour des lois des comportements élastiques et élasto-plastiques. Dans ce cas les réponses dynamique des deux systèmes ont été analysées en interaction cinématique (l’effet inertiel est négligeable) et en interaction inertielle. Les résultats obtenus sont présentés et comparés en termes des déplacements et sollicitations internes (efforts tranchant, effort normal et moments fléchissant) suivant la longueur des pieux et/ou des inclusions et en fonction du temps. Pour analyser l’effet de l’interaction sol-structure, les deux systèmes précédents sont liés à un poteau qui se termine par une masse (Modèle Brochette) représentant la structure. Les résultats obtenus montrent l'efficacité du système sol-inclusions-matelas-dalle, le matelas de transfert de charge constituait une zone de dissipation d'énergie pour les deux lois de comportement. L'encastrement en tête des pieux induit des efforts tranchants et des moments fléchissant très importants au niveau de la dalle qui peuvent endommager la structure. Le système sol- inclusions-matelas-dalle annule ces efforts en tête des inclusions en séparant la structure à la tête des inclusions par le matelas de transfert de charges.